Muitas vezes subestimamos a função aparentemente insignificante do terminais de bateria enquanto desfruta da conveniência dos dispositivos eletrônicos. Mas os terminais são um componente essencial para a conexão elétrica entre baterias e circuitos. Embora possam parecer simples, desempenham um papel indispensável na satisfação da necessidade insaciável de tecnologia e indústria. Esses terminais de bateria despretensiosos são, portanto, onipresentes e encontrados em tudo, desde grandes equipamentos aeroespaciais até pequenos automóveis, telefones celulares e eletrodomésticos, etc., e continuarão a existir enquanto as pessoas precisarem de energia elétrica.
Aqui, apresentaremos os tipos comuns, aplicações e orientações de P&D dos terminais de bateria modernos.
Conteúdo
Tipos comuns de terminais de bateria
Principais áreas de aplicação atuais e economias de mercado para terminais de bateria
Considerações para escolher e usar terminais de bateria
Instruções de pesquisa e desenvolvimento para terminais de bateria
Tipos comuns de terminais de bateria
As principais distinções entre os quatro terminais principais da bateria – pressão, pino, rosca e mola – estão relacionadas à sua forma, método de conexão, capacidade de transporte de corrente e adequação ambiental. Por exemplo, os terminais de pressão da bateria dependem de pressão direta para manter contato com a bateria, aplicada por meio de uma mola ou outro material flexível que empurra o terminal contra a bateria; terminais rosqueados da bateria são conectados por meio de um mecanismo de parafusamento; terminais de bateria de pino conectados por meio de uma conexão macho (pino) e fêmea (soquete); e os terminais da bateria com mola usam um mecanismo de mola para aplicar pressão constante ao contato da bateria.
Em relação à capacidade de corrente, os terminais de bateria de pressão e os terminais de bateria rosqueados normalmente suportam correntes na faixa de 200-300A, enquanto os terminais de bateria de pino e os terminais de bateria com mola geralmente suportam correntes inferiores a 50A.
Atualmente, a maioria dos terminais de bateria são personalizados para aplicações específicas, sendo necessária a seleção de terminais de bateria com base nas demandas exatas de um determinado cenário de aplicação.
Abaixo, damos uma olhada mais de perto nos tipos comuns de terminais de bateria e seus cenários de aplicação:
| Formato | Breve introdução | Cenários de aplicação |
| Terminais de bateria de pressão | Estabeleça conexões entre circuitos aplicando pressão aos metais. Alguns confiam na dureza inerente de um metal condutor maior (como o cobre) para se deformar e estabelecer uma conexão firme e duradoura, que geralmente permanece inalterada. Outros usam parafusos para controlar a pressão no metal, facilitando sua remoção e substituição. | Empregado principalmente em aplicações que exigem altas correntes, como ferramentas elétricas e veículos elétricos. Eles são projetados para atender aos requisitos de circuitos de alta potência e garantir uma transmissão eficiente de energia elétrica. |
| Terminais de bateria rosqueados | Equipado com uma estrutura roscada projetada para conectar com segurança a bateria e o circuito. Este design não só garante a segurança da conexão, mas também permite uma desmontagem conveniente quando necessário. | Usado predominantemente em baterias automotivas e equipamentos industriais. O design rosqueado permite que esses terminais suportem elementos exigentes, incluindo alta vibração e alta tensão, garantindo conexões de circuito confiáveis em ambientes específicos. |
| Terminais de bateria de pinos | Normalmente encapsulado por pinos metálicos salientes, comumente usados para conectar circuitos a placas de circuito impresso (PCBs), geralmente por soldagem. | Empregado principalmente em dispositivos eletrônicos, incluindo placas-mãe de computadores, sistemas embarcados e instrumentos eletrônicos. Eles oferecem conexões confiáveis e são frequentemente utilizados para facilitar circuitos complexos entre chips ou entre chips e sensores ou dispositivos responsivos. |
| Terminais de bateria com mola | Apresenta uma estrutura de mola compressível, permitindo fácil inserção e remoção para estabelecer ou desconectar a conexão do circuito. | Disponível em vários formatos projetados para combinar com a configuração do circuito ou bateria relevante. Eles são comumente usados em dispositivos portáteis, como fontes de alimentação móveis, equipamentos de áudio portáteis e dispositivos de teste e medição. Esses terminais permitem alterações fáceis nas conexões e desconexões do circuito, garantindo contato elétrico confiável. |
Principais áreas de aplicação atuais e economias de mercado para terminais de bateria
Os terminais de bateria estão intimamente ligados à evolução da indústria de eletrônicos de consumo. Com a integração da inteligência artificial e de outras tecnologias emergentes nos produtos eletrónicos de consumo, o ritmo das atualizações de produtos deverá acelerar. Espera-se que isso, por sua vez, leve a uma expansão do tamanho do mercado na indústria de eletrônicos de consumo, impulsionando consequentemente o crescimento do mercado de terminais de bateria.
O tamanho do mercado global de terminais de bateria foi de aproximadamente US$ 24.68 bilhões até 2022, de acordo com uma análise de dados históricos de 2016 a 2022, indicando uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de aproximadamente 5.42%. Prevê-se que este mercado ultrapasse os 30 mil milhões de dólares até 2028. Além disso, o ritmo rápido do desenvolvimento iterativo em produtos eletrónicos está preparado para gerar oportunidades e requisitos de desempenho mais elevados para produtos finais de baterias.
A cadeia da indústria de terminais de baterias abrange setores upstream de matérias-primas de metal, plástico e revestimento, bem como a indústria de manufatura intermediária, que inclui estampagem, revestimento, moldagem por injeção e montagem, entre outros. Além disso, estende-se à indústria de aplicações a jusante.
Os terminais de bateria são agora utilizados principalmente nos seguintes setores:
Veículos elétricos
Terminais especializados de baterias automotivas servem como fontes de energia para motores de combustão interna e sistemas de segurança da informação, normalmente operando na faixa atual de 40 a 100 amperes. Esses terminais são construídos especificamente para suportar altas tensões, demandas elétricas e vibrações severas associadas à operação do veículo.
A veículo eléctrico A indústria (EV) registou um aumento notável de 30% na quota de mercado nos últimos anos. Este aumento é uma consequência da mudança da indústria automóvel de veículos convencionais movidos a combustíveis fósseis para alternativas eléctricas e híbridas. Por sua vez, a expansão substancial do setor de veículos elétricos catalisou um crescimento significativo no mercado de montagem final de baterias. Prevê-se que este mercado atinja US$ 8 bilhões nos próximos cinco anos, com um CAGR projetado de 5% durante o período de previsão.
Eletrônicos de consumo
Os produtos eletrónicos de consumo compreendem um vasto mercado de triliões de dólares, abrangendo centenas de milhões de dispositivos portáteis, incluindo smartphones, tablets, câmaras, auscultadores e muito mais. Esses dispositivos dependem fortemente dos terminais da bateria para seu fornecimento de energia, necessitando de miniaturização e capacidade de carregamento rápido desses terminais de bateria. Devido aos rápidos avanços tecnológicos e à crescente demanda por terminais de bateria, o tamanho do mercado de terminais de bateria no domínio das aplicações eletrônicas de consumo deverá crescer 6% ou mais no futuro previsível.
Militar e aeroespacial
Os critérios específicos para terminais de bateria giram principalmente em torno da necessidade de garantir alta confiabilidade e desempenho ideal sob condições ambientais desafiadoras. Dado o cenário militar em mudança, os avanços na tecnologia de exploração espacial e o aumento da frequência das missões, estima-se que a procura do mercado por terminais de bateria com fiabilidade excepcional continuará a crescer. Com base em dados históricos, o tamanho da utilização final do sector da defesa e aeroespacial é de cerca de 25% da indústria automóvel e deverá atingir 4 mil milhões de dólares até 2028.
Além disso, os terminais de bateria são cruciais em diversos setores, incluindo dispositivos de Internet das Coisas (IoT), aplicações marítimas e cuidados de saúde inteligentes. À luz da importância e da diversidade destes terminais de bateria, que considerações principais devem ser consideradas?
Considerações para escolher e usar terminais de bateria
Seleção de modelos
Selecionar o terminal de bateria correto é crucial para garantir uma conexão segura, confiável e protegida. Aqui está o que você deve considerar:
- Material: Os terminais da bateria são normalmente construídos em metais como cobre, alumínio ou aço inoxidável. A escolha do material determina principalmente a condutividade do terminal, a resistência à corrosão e a capacidade de suportar diversas faixas de temperatura.
- Classificação de tensão: Este parâmetro define a tensão máxima do sistema que os terminais projetados não devem ultrapassar durante a instalação. Normalmente depende de fatores como o passo e a rigidez dielétrica do invólucro.
- Avaliação atual: A corrente nominal significa a corrente nominal máxima por pólo para o qual o bloco terminal foi projetado. Esta especificação elétrica é geralmente influenciada por vários fatores, incluindo a área da seção transversal, condutividade terminal, geração de calor na corrente nominal (seguindo os padrões UL1059) ou dissipação de energia na corrente nominal (conforme os padrões IEC 60947-7).
- Tipo de rescisão: O tipo de terminação delineia a metodologia empregada para conectar os fios aos terminais. Os métodos de conexão comuns abrangem conexões de crimpagem, soldagem e roscadas.
- Faixa de fiação: A faixa de fiação representa os tamanhos de fio mínimo e máximo que o terminal foi projetado para acomodar.
- Condições ambientais: Terminais implantados em diversas condições ambientais exigem consideração cuidadosa de características relevantes, abrangendo temperatura, umidade, vibração, choque e resistência à corrosão.
Instalação e testes
Após a devida consideração dos fatores acima mencionados e da seleção de um produto potencial, é essencial exercer vigilância durante as fases de instalação e teste. Atenção especial deve ser dada à detecção de problemas como mau contato, isolamento inadequado e incompatibilidades de resistência. A ocorrência de tais condições pode ser atribuída a vários fatores, incluindo métodos inadequados de armazenamento, pressão inadequada, excesso dos limites de torque do parafuso durante a instalação, defeitos em moldes metálicos empregados durante o processamento, acabamentos superficiais ásperos e seleção imprudente de processos de galvanização. Além disso, também podem surgir problemas devido a factores como a entrada de humidade ou o envelhecimento de materiais orgânicos.
Recomendamos submeter os terminais a testes nas mesmas condições ambientais que o conjunto completo encontrará. Esses testes devem abranger avaliações da funcionalidade liga-desliga, detecção instantânea de interrupção, integridade do isolamento, intercambialidade, avaliação da adaptabilidade ambiental, avaliação da corrente nominal máxima, determinação da tolerância máxima de torque, sobretensão temporária ou capacidade de corrente de partida, avaliação da tensão potencial do fio, e outros aspectos relevantes. Além disso, para avaliação dos terminais da bateria, é aconselhável a utilização de um analisador de seção transversal terminal especializado. Este aparelho facilita a análise automática dissecando, retificando e avaliando a corrosão na seção de crimpagem do terminal, gerando, em última análise, um relatório de qualidade abrangente.
Manutenção de rotina
Durante o uso, é imperativo inspecionar rotineiramente as conexões dos terminais e sua limpeza. Nos casos em que a corrosão é observada durante a manutenção, ela pode ser remediada de forma eficaz através da limpeza com uma mistura de bicarbonato de sódio e água. A ferrugem, se encontrada, pode ser tratada com removedor de ferrugem ou óleo penetrante. Além disso, lubrificantes podem ser empregados para aliviar terminais que foram excessivamente apertados.
Instruções de pesquisa e desenvolvimento para terminais de bateria
As pesquisas mais recentes na área de terminais de bateria giram principalmente em torno da utilização, inteligência e miniaturização de novos materiais. No futuro, espera-se que os terminais da bateria apresentem melhor desempenho e estabilidade, sejam mais ecológicos, tenham monitoramento do status da bateria em tempo real e facilitem o desenvolvimento de pequenos produtos eletrônicos. Por exemplo, a necessidade crescente de carregamento rápido em veículos de novas energias impõe requisitos substanciais à atual capacidade de manuseamento dos terminais das baterias. Atualmente, as estações de carregamento de alta potência podem fornecer até 500kW com uma corrente de pico de 650A. Consequentemente, a busca por soluções de carregamento mais rápidas e eficientes, a redução de peso no design dos terminais e o melhor desempenho da conexão elétrica representam caminhos altamente promissores para o desenvolvimento futuro dos terminais de baterias.
